[发明专利]碳氟化合物原料的处理

说明书

本发明涉及碳氟化合物原料的处理。它尤其涉及一种处理碳氟化合物原料的方法，涉及一个处理碳氟化合物原料的装置，以及用于所述方法和用于所述装置的骤冷探头(quench probe)。

按本发明第一方面，提供了一种处理碳氟化合物原料的方法，该方法包括：

在一个高温区内，在至少一个阴极和至少一个阳极之间产生电弧；

在该高温区内，并且通过所述电弧和一种等离子气体产生一种具有尾火焰的向上燃烧的热等离子体；

使包含至少一种碳氟化合物的固体粒状碳氟化合物原料与热等离子体尾火焰形成活性热混合物，所述碳氟化合物分解成至少一种碳氟化合物母体或活性组分；以及

冷却所述活性热混合物而从碳氟化合物母体或活性组分形成至少一种更需要的碳氟化合物。

在本发明的一个实施方案中，所述等离子气体可能是惰性气体，例如，氩、氮、氦或其混合物。所以，这类惰性气体只是起热源和支持等离子体的作用，而不与所述碳氟化合物母体或活性组分反应。然而，在本发明另一个实施方案中，所述等离子气体可能是反应性气体，例如，四氟代甲烷(CF₄)，于是，它将在所述热等离子体中、从而处于活性热混合物中，分解成含氟物质和含碳物质，它们在活性热混合物的冷却时将与碳氟化合物母体或活性组分反应而形成所述至少一种更需要的碳氟化合物。在本发明又一个实施方案中，所述等离子气体可能包含上述惰性气体和反应性气体的混合物。

所述原料特别可以是填充的或未填充的材料，它不是可直接利用的，例如，聚四氟乙烯(‘PTFE’)、四氟乙烯六氟丙烯偏二氟乙烯(‘THV’)、氟化乙烯-丙烯共聚物(‘FEP’)、全氟烷氧基共聚物(‘PFA’)等。‘填充的’表示碳氟化合物原料可能含有例如二氧化硅、铜、碳等这样的成分或物质，它们原先被添加到碳氟化合物材料中而赋予特定的性能。一旦利用这样的材料(因而成为不可直接利用的，但适合用作本发明方法中的原料)，它将仍然包含这些成分。在本发明的方法中，这些材料被解聚，于是从它们生成更希望的碳氟化合物，或者这类化合物的混合物。

如果需要的话或必要的话，可以预处理所述固体粒状原料而除去表面污染物(例如，油和污垢)，例如，通过溶剂提取。

可获得的代表性产品有：四氟代甲烷(CF₄)、四氟乙烯(C₂F₄)、六氟乙烯(C₂F₆)、六氟丙烯(C₃F₆)、六氟丁烯(C₄F₆)、环状八氟丁烯(c-C₄F₈)、十氟丁烯(C₄F₁₀)、八氟丙烯(C₃F₈)和其它C_xF_y链(其中，x和y都是整数)。

阴极和阳极(即，电极)就可以是由动力源驱动的等离子炬或等离子管的电极。所述高温区可能是处于等离子炬或等离子管的电弧(即，两电极之间的电弧)内和电弧周围，以及就在电弧的附近的区。

一般说来，可使用任何合适的等离子管或等离子炬。例如，等离子管可包含单一的水冷却的热阴极和一组至多三个水冷却的阳极，电弧就在阴极和阳极之间穿过。阴极可包含合适的电极头(insert)(例如，钨或石墨电极头)。

可将原料导入等离子体尾火焰，它是在等离子管或等离子炬出口处形成的。等离子气体可被单独进料入穿过等离子炬或等离子管的高温区，即，进料入两电极之间的等离子炬。

热等离子体的产生、碳氟化合物的分解和活性热混合物的冷却就可以在等离子体反应器中进行。于是，该反应器(它可用例如石墨作衬里)将包含一个反应室，其中，热等离子体尾火焰被膨胀，碳氟化合物被分解，而活性热混合物被冷却，热等离子体尾火焰膨胀和碳氟化合物分解在反应室的第一区内进行，而活性热混合物冷却则在反应室的第二区内进行。于是，等离子管将被安装在反应器上反应室第一区附近，这样，等离子体的产生和尾火焰膨胀可在反应室的第一区内进行。反应室可以是倒置圆锥形的，等离子炬或等离子管处于反应室的底部。